STM32应用实例六:与MS5837压力传感器的I2C通讯
MS5837压力传感器是一种可用于电路板上,适用于检测10-1200mbar压力范围的传感器,灵敏度非常高,理论上能够检测到0.01mbar的压力变化,实际使用过程中测试并无明显的变化。
MS5837采用I2C总线通讯,与STM32的MCU可以实现I2C通讯。硬件连接方式如下:
MS5837只有5个基本命令:复位、读取出厂校准值、数据1转换(压力值数据)、数据2转换(温度值数据)和读取ADC的转换结果。具体分配如下:
因为MS5837的地址是固定的,所以一个I2C总线只能挂1个MS5837模块。为了让程序具有较好的可移植性,我们在便写程序时不使用对硬件的直接操作,而采用函数指针来操作,所以我们定义了:
/*向MS5837下发指令,指令格式均为1个字节*/
typedef void (*WriteCommandToMs5837Type)(uint8_t deviceAddress,uint8_t command);
/*从MS5837读取多个字节数据的值*/
typedef void (*ReadBytesFromMs5837Type)(uint8_t deviceAddress,uint8_t *pData,uint16_t bytesNum);
以上两个函数指针来实现针对硬件的读写操作。接下来我们开始编写代码。
(1)复位操作
复位操作的数据流如下图所示,只需要发送一条命令就可完成:
/*复位MS5837操作*/ void ResetForMs5837(uint8_t deviceAddress,WriteCommandToMs5837Type WriteCommandToMs5837) { uint8_t command=COMMAND_RESET; /*下发复位命令*/ WriteCommandToMs5837(deviceAddress,command); }
(2)读取校准值
校准值是出厂时厂家校准的各种系数,每台设备都有差异,是固定不变的,只需要一次读取就可以了,共有6个系数,均为16为整数。首先发送读系数的命令,然后读取就可以了,每次读取1个,分6次读取。过程数据流如下图所示:
/*从MS5837的PROM中读取校准数据*/ void GetCalibrationData(uint8_t deviceAddress,uint16_t *caliPara,WriteCommandToMs5837Type WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837Type ReadBytesFromMs5837) { /*C1压力灵敏度*/ caliPara[]=ReadPromFromMs5837(deviceAddress,COMMAND_PROM_READ_C1,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); /*C2压力补偿值*/ caliPara[]=ReadPromFromMs5837(deviceAddress,COMMAND_PROM_READ_C2,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); /*C3压力灵敏度温度系数*/ caliPara[]=ReadPromFromMs5837(deviceAddress,COMMAND_PROM_READ_C3,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); /*C4压力补偿温度系数*/ caliPara[]=ReadPromFromMs5837(deviceAddress,COMMAND_PROM_READ_C4,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); /*C5参考温度*/ caliPara[]=ReadPromFromMs5837(deviceAddress,COMMAND_PROM_READ_C5,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); /*C6温度传感器温度系数*/ caliPara[]=ReadPromFromMs5837(deviceAddress,COMMAND_PROM_READ_C6,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); }
(3)读取转换值
读取转换结果值是我们的目的,可以读取温度和压力两个量,不过一次只能读一个。首先发送命令设定采集压力还是温度,并设定精度。然后发送读取的命令,最后读取对应的值。再使用校准系数计算出最终的物理值。
/*获取转换值,包括温度和压力*/ void GetConversionValue(uint8_t deviceAddress,float *pPres,float *pTemp,uint16_t *caliPara,uint16_t *semaphore,WriteCommandToMs5837Type WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837Type ReadBytesFromMs5837) { uint16_t senst1; //C1压力灵敏度 uint16_t offt1; //C2压力补偿值 uint16_t tcs; //C3压力灵敏度温度系数 uint16_t tco; //C4压力补偿温度系数 uint16_t tref; //C5参考温度 uint16_t tempsens; //C6温度传感器温度系数 /*从MS5837的PROM中读取校准数据*/ if(*semaphore>) { GetCalibrationData(deviceAddress,caliPara,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); *semaphore=*semaphore-; } senst1=caliPara[]; offt1=caliPara[]; tcs=caliPara[]; tco=caliPara[]; tref=caliPara[]; tempsens=caliPara[]; uint32_t digitalPressureValue; uint32_t digitalTemperatureValue; /*读取压力数据*/ digitalPressureValue=ReadConversionFromMs5837(deviceAddress,COMMAND_CONVERTD1OSR4096,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); Delayms(); /*读取温度数据*/ digitalTemperatureValue=ReadConversionFromMs5837(deviceAddress,COMMAND_CONVERTD2OSR4096,WriteCommandToMs5837,ReadBytesFromMs5837); /*对温度进行一阶修正*/ int32_t dT; int32_t temp; dT=digitalTemperatureValue-tref*; temp=(int32_t)(+dT*tempsens/pow(,)); /*对压力进行一阶修正*/ int64_t off; int64_t sens; int32_t pres; off=(int64_t)(offt1*pow(,)+(tco*dT)/pow(,)); sens=(int64_t)(senst1*pow(,)+(tcs*dT)/pow(,)); pres=(int32_t)((digitalPressureValue*sens/pow(,)-off)/pow(,)); /*对温度和压力进行二阶修正*/ int64_t ti=; int64_t offi=; int64_t sensi=; int64_t off2=; int64_t sens2=; if(temp<) { ti=(int64_t)(*dT*dT/pow(,)); offi=(int64_t)(*(temp-)*(temp-)/pow(,)); sensi=(int64_t)(*(temp-)*(temp-)/pow(,)); off2=off-offi; sens2=sens-sensi; temp=temp-(int32_t)ti; pres=(int32_t)((digitalPressureValue*sens2/pow(,)-off2)/pow(,)); } if((-<=temp)&&(temp<=)) { *pTemp=(float)temp/100.0; } if((<=pres)&&(pres<=)) { *pPres=(float)pres/100.0; } }
最终在STM32的I2C接口实现通讯时,实现2个WriteCommandToMs5837Type(uint8_t deviceAddress,uint8_t command);和ReadBytesFromMs5837Type(uint8_t deviceAddress,uint8_t *pData,uint16_t bytesNum);函数并调用就可以了,换做其他的平台也只需要重写这两个函数就能实现通讯了。
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